Ученые из Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (ИЦиГ СО РАН) разработали инновационный метод генетического редактирования, который позволяет более чем в четыре раза ускорить процесс выведения новых сортов ячменя с улучшенными характеристиками. Результаты этого исследования были представлены на VIII Международной научной конференции “Генетика, Геномика, Биоинформатика и Биотехнология растений” (PlantGen2025).
Предложенная исследователями технология основана на широко известной системе “молекулярных ножниц”, но с существенным дополнением — использованием комплекса генов, заимствованных у пшеницы. Эти гены играют ключевую роль в регуляции скорости роста и общего развития растения.
Специалисты ИЦиГ СО РАН объяснили, что метод “молекулярных ножниц” позволяет точно вносить изменения в ДНК, разрезая молекулу в нужном месте. Однако его применение для генетического редактирования коммерческих сортов ячменя, а не только лабораторных линий, сталкивалось с трудностями. Это обусловлено тем, что способность культуры к трансформации и регенерации в условиях in vitro (в пробирке) сильно зависит от уникального набора генов каждого конкретного сорта.
Согласно данным ученых ИЦиГ, использование комплекса генов-регуляторов роста пшеницы GRF4-GIF1 в рамках предложенного ими метода значительно повысило способность растений ячменя к восстановлению после внесения генетических изменений.
Екатерина Тимонова, научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики и цитогенетики растений ИЦиГ СО РАН, прокомментировала результаты: “В итоге мы получили линии голозерного ячменя, которые отличаются повышенным содержанием белка и аминокислот. Такой ячмень представляет большой интерес для пищевой промышленности, в частности для производства круп, а также для изготовления комбикормов, поскольку он образует меньше отходов при переработке и обладает высокой питательной ценностью”.
Эффективность успешной генетической модификации достигла 3,8%, в то время как стандартные методы для этих же сортов демонстрировали нулевой результат.
Раньше выведение сорта с необходимым признаком требовало 6–8 лет кропотливой работы, включающей скрещивания и многолетний отбор. С помощью нашей новой методики мы смогли целенаправленно отредактировать геном нескольких сортов ячменя и получить линии с полезной мутацией уже примерно через полтора года.
По словам Тимоновой, эти достижения имеют важное значение для развития будущих биотехнологических программ в области селекции ячменя. Возможность напрямую редактировать гены в уже существующих элитных сортах устраняет необходимость в трудоемких и длительных этапах гибридизации и самоопыления. Это особенно актуально для оперативного создания сортов, адаптированных к выращиванию в разнообразных климатических условиях.
Тимонова добавила: “В дальнейшем мы планируем применить разработанный метод для улучшения других важных характеристик ячменя, например, повышения его устойчивости к стрессовым факторам окружающей среды и улучшения питательных свойств зерна”.
Исследования проводятся в рамках федеральной программы создания и развития центра геномных исследований мирового уровня “Курчатовский геномный центр”.
Максим Соколов 
Дмитрий Верхов